具有静电防护结构的指纹感测器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种具有静电防护结构的指纹感测器，是于一基板上表面由下至上依序形成有多个感应电极板及一接地的静电防护电极层、一介电层及一保护层；其中该静电防护电极部包含有一与该多个感应电极板共平面的第一导电层，以及一形成于该介电层上的第二导电层，该第二导电层包含有多个间隔设置的导电件，各该导电件在一垂直方向上与该第一导电层重叠，并以形成于该介电层的贯孔与该第一导电层电性连接；当第一及/或第二导电层连接至地，该第一及第二导电层共同提供一静电放电路径。
【专利说明】
具有静电防护结构的指纹感测器
技术领域
[0001]本发明涉及一种指纹感测器，尤其涉及一种具有静电防护结构的指纹感测器。
【背景技术】
[0002]目前如美国第5，325，442号专利揭示的一种芯片型指纹感测器，请参阅图9及图10所示，其结构主要于一半导体基板80上先形成有一感应电极层60，再以一保护层81覆盖该感应电极层60。该半导体基板80形成电性连接该感应电极层60的感测集成电路(图中未示)，而该感应电极层60包含有多个呈矩阵排列的感应电极板61，当手指90接触或靠近该保护层81，该手指90和各该感应电极板61会构成平板电容Cf，因此，该感测集成电路藉此量测各该感应电极板61的感测信号，依据感测信号的大小，判断各该感测电极板61对应该手指90的谷部或峰部，进而读出手指90指纹影像。
[0003]由于手指90容易带有静电，而静电会损坏或击穿半导体芯片的元件，如上述的感应电极板61及感测集成电路的半导体元件，因此该感应电极层60进一步包含有一接地的导电网格70，该导电网格70是与该多个感应电极板61共平面。该导电网格70提供一放电路径，当带静电的手指90接触保护层81，静电会通过该导电网格70渲泄掉。
[0004]然而，由于该导电网格70是与该多个感应电极板61共平面，手指90与该导电网格70及该感应电极板61的距离相近，过大的静电来不及通过接地的导电网格70渲泄掉时，可能损坏该感应电极板61，造成指纹感应的准确率下降。因此，目前指纹感测器的静电防护结构有待进一步改良之。
【发明内容】
[0005]有鉴于上述既有指纹感测器的静电防护结构的缺点，本发明主要目的在于提供一种具有静电防护结构的指纹感测器，提升该指纹感测器的静电防护功效。
[0006]欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该具有静电防护结构的指纹感测器包含有:
[0007]多个感应电极板，排列于一基板上，且该多个感应电极板之间形成有一容置空间；一多个感应电极板，排列于一基板上，且该多个感应电极板之间形成有一容置空间；
[0008]—静电防护电极部，用以接地，并包含有一第一导电层及一第二导电层，该第一导电层形成于该基板上并与该多个感应电极板共平面，且位于该多个感应电极板之间的该容置空间中；
[0009]—介电层，形成于该基板上，以覆盖该多个感应电极板及该第一导电层，该第二导电层形成于该介电层上，该第二导电层包含有多个导电件，各该导电件在一垂直方向上与该第一导电层重叠，各该导电件与相邻的该其他导电件之间具有一间隙；
[0010]其中该介电层具有多个贯孔，该贯孔内具有导电材供该导电件与该第一导电层形成电性连接；以及
[0011 ] —保护层，形成于该介电层上，且覆盖该第二导电层。
[0012]由上述可知，本发明的静电防护结构包含有该第一及第二导电层以共同提供静电放电路径。由于该第二导电层较该多个感应电极板及该第一导电层高，当带静电的手指触碰时，静电会先通过该第二导电层渲泄到地，避免该多个感应电极板受静电损坏。
[0013]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0014]图1:本发明指纹感测器的第一较佳实施例的俯视平面图；
[0015]图2:图1部分结构的俯视平面图；
[0016]图3:为图1局部俯视平面图；
[0017]图4A至图4C:为图3的三个不同位置沿着垂直方向的剖视图；
[0018]图5:本发明指纹感测器的第二较佳实施例的俯视平面图；图6:本发明指纹感测器的第三较佳实施例的俯视平面图；
[0019]图7:本发明指纹感测器的第四较佳实施例的俯视平面图；
[0020]图8:本发明指纹感测器的第五较佳实施例的俯视平面图；
[0021]图9:美国第5，325，442号专利揭示的指纹感测器的部分俯视平面图；
[0022]图10:为图9的部分剖视图。
[0023]其中，附图标记
[0024]10、10a?1d 指纹感测器11基板
[0025]111I/O 垫Illa接地垫
[0026]20感应电极板21第一导电层
[0027]211第一导电部212第二导电部
[0028]213交叉处22容置空间
[0029]30介电层31贯孔
[0030]40第二导电层41、41a?41d导电件
[0031]50保护层60感应电极层
[0032]61感应电极板70导电网格
[0033]80半导体基板81保护层
[0034]90手指
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0036]本发明是针对指纹感测器提供一种静电防护结构，避免该指纹感测器受到静电损坏，以下多个实施例说明本发明指纹感测器的结构。
[0037]首先请参阅图1、图2及图4A所示，为本发明指纹感测器10的第一较佳实施例，其包含有一基板11、多个感应电极板20、一第一导电层21、一介电层30、一第二导电层40及一保护层50。
[0038]上述多个感应电极板20是排列于该基板11的一上表面上，且该多个感应电极板20之间形成有一容置空间22 ;于本实施例，该多个感应电极板20呈方形，且呈矩阵式排列于该基板11的上表面上，而该容置空间22即呈一网格状。该基板11可为一半导体基板(semiconductor substrate)。多个感应电极板20连接至感测电路。该感应电极板20的感测信号的大小，被用来判断手指指纹的谷部或峰部，进而获得手指指纹影像。
[0039]请配合参阅图4B所示，上述第一导电层21同样形成于该基板11的上表面，并位于该容置空间22中，且与该多个感应电极板20共平面。该第一导电层21接地，以提供一静电放电路径，其中接地指与大地电性导通或者连接一固定电位。于本实施例，该第一导电层21呈网格状，对应设置于该网格状的容置空间22中，且与各该感应电极板20之间保持一间隔。该网格状的第一导电层21包含有沿着一第一水平方向Hl设置的多个第一导电部211及沿着一第二水平方向H2设置的多个第二导电部212。
[0040]上述介电层30形成于该基板11的上表面，以覆盖该多个感应电极板20及该第一导电层21，该介电层30进一步对应该第一导电层21处形成有多个贯孔31，如图4A及图4C所示，各该贯孔31内具有一导电材，以与各该导电层21电性连接。于本实施例，该多个贯孔31形成于对应位于该第一导电部211及该第二导电部212的各交叉处213。
[0041 ] 上述第二导电层40形成于该介电层30的一上表面，且包含有多个导电件41，各该导电件41在一垂直方向V上与下方的该第一导电层21重叠，如图4A所示，各该导电件41与相邻的该其他导电件41之间具有一间隙。于本实施例，对应位于该第一导电部211及该第二导电部212的各交叉处213的各该导电件41呈十字形，各该十字形的导电件41分别经由对应的该贯孔31与该第一导电层21电性连接，如图3、图4A及图4C所示。又为避免感应信号遭电性连接至接地的该第二导电层40遮蔽，各该导电件41在垂直方向V上不与其下方的各该感应电极板20有重叠；因此，各该导电件41的长度及宽度不超过该容置空间22的长度及宽度。
[0042]上述保护层50形成于该介电层30的上表面，且覆盖该第二导电层40，以保护该第二导电层40，如图4A及图4C所示。
[0043]由本实施例可知，本发明的该第一导电层21是与该多个感应电极板20共平面，而该第二导电层40则形成于覆盖该第一导电层21是与该多个感应电极板20的该介电层30之上，并且该第二导电层40在垂直方向V上与下方的该第一导电层21重叠且电性连接，因此该第一及第二导电层21、40共同提供一静电放电路径。由于该第二导电层40较该多个感应电极板20及该第一导电层21更接近手指，当带静电的手指触碰时，该第二导电层40提供手指静电一个更短的放电路径，避免静电损坏其他元件。在不同的实施例中，亦可以是由第二导电层40的导电件41接地。
[0044]再请参阅图5所示，为本发明指纹感测器1a的第二较佳实施例，其中该指纹感测器1a与第一较佳实施例结构大多相同，惟该介电层30的该多个贯孔31沿着该第一导电层21的该第一导电部211设置；且该第二导电层40的各该导电件41a呈长条状，并沿着该第一水平方向Hl相互间隔设置，各该导电件41a分别经对应的该贯孔31与该第一导电部211电性连接。
[0045]再请参阅图6所示，为本发明指纹感测器1b的第三较佳实施例，其中该指纹感测器1b与第一较佳实施例结构大多相同，惟该介电层30的该多个贯孔31沿着该第一导电层21的该第二导电部212设置；且该第二导电层40的各该导电件41b呈长条状，并沿着该第二水平方向H2相互间隔设置，各该导电件41b分别经对应的该贯孔31与该第二导电部212电性连接。
[0046]再请参阅图7所示，为本发明指纹感测器1c的第四较佳实施例，其中该指纹感测器10c与第一较佳实施例结构大多相同，惟该介电层30的该多个贯孔31除了如图2所示，形成于对应位于该第一导电部211及该第二导电部212的各交叉处213外，更进一步沿着该第一导电层21的该第一导电部211及该第二导电部212设置。此外，该第二导电层40除了十字形的该多个导电件41外进一步另包含长条状的多个导电件41c，并沿着该第一及第二水平方向H1、H2设置于相邻的该十字形的导电件41之间，各该导电件41c分别经对应的该贯孔31与该第一及第二导电部211、212电性连接。
[0047]再请参阅图8所示，为本发明指纹感测器1d的第五较佳实施例，其中该指纹感测器10d与第一较佳实施例结构大多相同，惟该介电层30的该多个贯孔31沿着该第一导电层21的该第一及第二导电部211、212设置，且该第二导电层40进一步包含块状的多个导电件41d，并沿着该第一及第二水平方向H1、H2相互间隔设置，各该导电件41d分别经对应的该贯孔31与该第一导电层21的第一或第二导电部211、212电性连接。
[0048]综前多个实施例所述，本发明的该第一导电层21及/或该第二导电层40供接地用，以构成一静电防护电极部，其中接地指与大地电性导通或者连接一固定电位。如图2所示，一般可与该基板11周围I/O垫111的接地垫Illa连接而予以接地，接地垫Illa供连接外部接地信号。其中若仅由该第一导电层21接地，则该第二导电层40间隔设置并不相互连接的多个导电件41，藉由该介电层30的贯孔直接与其下方的第一导电层21连接，因此，该第二导电层40不必额外与该基板11的接地垫Illa连接，即可与该第一导电层21共同构成该静电放电路径；同理，若仅由该第二导电层40接地，该第一导电层21同样不必额外与该基板11的接地垫Illa连接，即可通过贯孔与该第二导电层40共同构成该静电放电路径；此外，亦可将该第一导电层21及该第二导电层40同时接地。又由于该第二导电层40较该多个感应电极板20及该第一导电层21高，当带静电的手指触碰时，静电会先通过该第二导电层40进行放电，避免该多个感应电极板20及其连接的感测电路受静电损坏。
[0049]当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种具有静电防护结构的指纹感测器，其特征在于，包括: 一多个感应电极板，排列于一基板上，且该多个感应电极板之间形成有一容置空间； 一静电防护电极部，用以接地，并包含有一第一导电层及一第二导电层，该第一导电层形成于该基板上并与该多个感应电极板共平面，且位于该多个感应电极板之间的该容置空间中； 一介电层，形成于该基板上，以覆盖该多个感应电极板及该第一导电层，该第二导电层形成于该介电层上，该第二导电层包含有多个导电件，各该导电件在一垂直方向上与该第一导电层重叠，各该导电件与相邻的该其他导电件之间具有一间隙；其中该介电层具有多个贯孔，该贯孔内具有导电材供该导电件与该第一导电层形成电性连接；以及 一保护层，形成于该介电层上，且覆盖该第二导电层。2.根据权利要求1所述的具有静电防护结构的指纹感测器，其特征在于，该多个感应电极板呈矩阵式排列于该基板上，使得该容置空间呈网格状，且该第一导电层对应该容置空间亦呈一网格状，该第一导电层包含有沿着一第一水平方向设置的多个第一导电部及沿着一第二水平方向设置的多个第二导电部。3.根据权利要求2所述的具有静电防护结构的指纹感测器，其特征在于，该第二导电层的多个导电件呈长条状，且于该容置空间中沿着该第一水平方向相互间隔设置，各该导电件分别经由该贯孔与该第一导电部电性连接。4.根据权利要求2所述的具有静电防护结构的指纹感测器，其特征在于，该第二导电层的多个导电件呈长条状，且于该容置空间中沿着该第二水平方向相互间隔设置，各该导电件分别经由该贯孔与该第二导电部电性连接。5.根据权利要求2所述的具有静电防护结构的指纹感测器，其特征在于，该第二导电层的多个导电件呈长条状，且于该容置空间中沿该第一水平方向及该第二水平方向相互间隔设置，各该导电件分别经由该贯孔与该第一导电部或该第二方向导电部电性连接。6.根据权利要求2或5所述的具有静电防护结构的指纹感测器，其特征在于，对应位于该第一导电部及该第二导电部的各交叉处的各该导电件呈十字形，各该十字形的导电件分别经由该贯孔向与该第一导电层电性连接。7.根据权利要求1所述的具有静电防护结构的指纹感测器，其特征在于，该静电防护电极部的该第一导电层接地。8.根据权利要求1或7所述的具有静电防护结构的指纹感测器，其特征在于，该静电防护电极部的该第二导电层接地。9.根据权利要求1所述的具有静电防护结构的指纹感测器，其特征在于，该基板为一半导体基板，以形成一感测集成电路，该感测集成电路用以驱动各该多个感应电极板，并自各该多个感应电极板接收其所对应的电容感应变化量。
【文档编号】G06K9/00GK106033531SQ201510106263
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月11日
【发明人】江宗殷, 王俊淇, 唐春安
【申请人】义隆电子股份有限公司